镍基高温合金叶片作为典型的涡轮叶片,其表面质量直接影响航空发动机的服役寿命与使用性能。精铸而成的镍基高温合金叶片无定位基准并且表面余量分布不均,采用人工磨削效率低、质量难以保证,同时采用数控机床磨削成本高、运动空间有限。机器人由于成本低、灵活度高,已被广泛应用于各个加工领域,但是机器人运动精度低,从而制约机器人在航空航天领域的应用。本文针对机器人误差补偿、叶片标定以及对余量分布不均的叶片表面进行路径规划等问题开展研究,提出适用于镍基高温合金叶片砂带磨削加工的关键技术。同时,为保证叶片表面完整性,对镍基高温合金砂带磨削的工艺参数进行研究。本文主要研究工作如下:(1)开展镍基高温合金叶片机器人砂带磨削过程中弱刚性、低运动精度以及弹性变形等特性分析;提出以低弹性系数弥补加工精度的磨削方法并设计具有“N”轴的砂带磨头结构;考虑该结构弱刚性共振特征,对该结构进行模态分析以及谐响应分析,为后续镍基高温合金叶片机器人砂带磨削提供实验平台。(2)结合叶片以及磨头特性,开展叶片标定技术,同时为获得余量分布,测量叶片型面并重构型面模型,规划叶片加工路径并获得余量分布;为实现加工,定义接触轮双矢量方向,建立机器人各个关节角数学模型,并对装置“N”轴通讯文件以及运动参数等进行设置,完成对机器人加工程序的编写。(3)为获得叶片加工工艺参数,对叶片表面完整性进行分析;开展镍基高温合金试样正交实验并获得各个工艺参数对试样表面的影响程度;设计砂带线速度以及磨削压力的单因素实验,研究镍基高温合金表面完整性的影响规律,为后续机器人砂带磨削叶片选择较优的工艺参数提供相关依据。(4)开展镍基高温合金精铸叶片机器人砂带磨削实验,分析砂带磨削对叶片精度的影响规律;观察叶片表面形貌,并分析砂带磨削对叶片表面粗糙度变化规律,验证镍基高温合金叶片机器人砂带磨削加工技术与工艺参数的可行性。